一种屏蔽中子和γ射线的纳米稀土氧化物复合粉体及其复合材料以及制备方法与流程

技术特征：
1.一种屏蔽中子和γ射线的纳米稀土氧化物复合粉体，其特征在于所述纳米稀土氧化物复合粉体呈核壳结构；稀土金属氧化物纳米颗粒为核，低z金属氧化物包覆层为壳。2.根据权利要求1所述的纳米稀土氧化物复合粉体，其特征在于所述低z金属氧化物包覆层是由tio2、al2o3、zno中的任意一种或至少两种的任意比组合。3.根据权利要求1所述的纳米稀土氧化物复合粉体，其特征在于低z金属氧化物包覆层平均厚度为6nm
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50nm。4.如权利要求1、2或3所述的纳米稀土氧化物复合粉体的制备方法，其特征在于所述制备方法是采用原子层沉积法制备的；具体是按下述步骤进行的：步骤一、稀土金属氧化物纳米颗粒转移至原子层沉积装置腔体内；步骤二、通入氧源进行沉积，沉积完成后用清洗气体吹扫管路和腔体内的残余反应物和副产物；步骤三、再通入反应前驱体沉积低z金属氧化物，然后用清洗气体吹扫管路和腔体内的残余反应物和副产物；步骤四、重复步骤二至三的操作；即得到所述纳米稀土氧化物复合粉体。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于步骤二中以高纯度水、去离子水或者臭氧作为氧源，在0.10
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0.20torr真空环境中，反应温度为150℃
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200℃，脉冲时间为0.02s，反应时间为6s；步骤三中以二乙基锌、三甲基铝、四异丙醇钛中的一种或者多种作为前驱体，在0.10torr
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0.20torr真空环境中，反应温度为150℃
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200℃，脉冲时间为0.02s，反应时间为6s。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于重复步骤二至三的操作29次
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299次。7.屏蔽中子和γ射线的复合材料，其特征在于所述复合材料是将权利要求1
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3任意一项所述的纳米稀土氧化物复合粉体或者权利要求4
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6任意一项所述方法制备的纳米稀土氧化物复合粉体均匀分散到有机树脂基体中，形成涂层或者块状结构。8.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于树脂基体为氰酸酯、环氧树脂、聚氨酯、高含氢聚乙烯中的一种。9.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于所述的纳米稀土氧化物复合粉体的质量分数为10％～70％。10.如权利要求7、8或9所述复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(a)将屏蔽中子和γ射线的纳米稀土氧化物复合粉体与有机树脂基体混合，在三锟研磨机上搅拌5
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10min；步骤(b)然后通过刮涂、旋涂或喷涂在基体上，或者制备成块状材料。步骤(c)然后在真空干燥箱中以温度为30℃
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80℃干燥3
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8小时。

技术总结
一种屏蔽中子和γ射线的纳米稀土氧化物复合粉体及其复合材料以及制备方法；属于辐照屏蔽材料制备及其应用领域。本发明解决传统稀土金属氧化物受到辐照易产生二次辐射、易在有机树脂基体中团聚、浸润性差、对中子屏蔽性能差等缺点，与树脂基底形成复合涂层材料时强度差等缺点。本发明的纳米粉体材料呈核壳结构；稀土金属氧化物纳米颗粒为核，低Z金属氧化物包覆层为壳，由稀土金属氧化物纳米颗粒外表面均匀沉积低Z金属氧化物薄膜组成。将其与树脂混合，均匀的分散到有机树脂基体中，形成涂层或者块状结构。本发明可提高航天器集成电路封装的可靠性，免受γ射线、中子辐射的影响，还可应用于核辐射防护、医学X射线防护等领域。医学X射线防护等领域。医学X射线防护等领域。


技术研发人员：吴晓宏 李杨 崔凯 秦伟 卢松涛 洪杨
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2021.07.30
技术公布日：2021/11/21